ChZywnosci - sciaga, POLITECHNIKA ŁÓDZKA, Technologia Żywności i Żywienia Człowieka, semestr 4, Chemia Żywności


Białka

Budowa białek: Struktura I-rzędowa- sekwencja aminokwasów struktura II-rzędowa- Struktura α i β-helisa (w wyniku tworzenia się wiązań wodorowych) struktura III-rzędowa- konformacja cząsteczki (wzajemne ułożenie struktury II-rzędowej stabilizowane przez oddziaływanie reszt aminokwasowych oraz tworzenie mostków siarczkowy) struktura IV-aglomeracja cząsteczki (przestrzenna budowa białka zbudowane z kilku łańcuchów białkowych)

Funkcje białek: Enzymy, Hormony, Białka zapasowe, Białka budulcowe, Białka transportujące, Białka ochronne, Białka kurczliwe, Toksyny

Właściwości białek: Globularne- rozpuszczalne w wodzie (lizozym, insulina, mioglobina) Fibrylarne- nierozpuszczalne w wodzie (Kolagen, elastyna, keratyna)

Denaturacja białek: Rozpad wiązań stabilizujących strukturę II i III-rzędowa. Podczas denaturacji niszczone są wiązania wodorowe, a w obecności odczynników redukujących zerwaniu ulegają mostki dwusiarczkowe. Czynniki powodujące denaturacje: Podwyższona temperatura (60-70°C),Niskie i wysokie pH, Promieniowanie, Ultradźwięki, Detergenty, Rozpuszczalniki organiczne, Obecność jonów

Czy zdenaturowane białko jest białkiem pełnowartościowym? Nie. Denaturacja białka powoduje obniżenie wartości odżywczej, utratę właściwości funkcjonalnych. Nadmierne ogrzewanie produktów bogatych w białko powoduje zmniejszenie biologicznej dostępności wielu aminokwasów, przede wszystkim wskutek utrudnienia trawienia.

Jakie grupy funkcyjne występują w łańcucha bocznych aminokwasów białkowych? Łańcuch boczne są bardzo zróżnicowane Cząsteczka aminokwasu składa się z grupy aminowanej -NH3, karboksylowej -COOH, a także z atomu H i z grupy dodatkowej stanowiącej boczny łańcuch aminokwasu. Może to być pierścień aromatyczny, łańcuch alifatyczny, siarka,, gr. wodorotlenkowa, dodatkowa grupa aminowa lub karboksylowa.

Podaj 2 reakcje tych grup, które prowadzą do sieciowania białek? Ogrzewanie grup bogatych w białko może prowadzić do sieciowanie polimerów w reakcji Maillarda Oraz transamidacji

Czy sieciowanie białek wpływa na wartość białka jako źródła aminokwasu? Nadmierne ogrzewanie produktów bogatych w białko powoduje zmniejszenie biologicznej dostępności wielu aminokwasów, przede wszystkim wskutek utrudnienia trawienia.

Aminokwasy egzogenne Nie mogą być syntetyzowane w organizmie człowieka dlatego powinny być dostarczane z pożywieniem. Fenyloalanina, Izoleucyna, Leucyna, Lizyna, Metionina, Treonina, Tryptofan, Walina

Białka pełnowartościowe Zawierają wszystkie niezbędne aminokwasy egzogenne. Białka występujące w żywności pochodzenia zwierzęcego odznaczają się większa wartością biologiczna niż białka roślinne.

0x01 graphic
0x01 graphic
Recemizacja

Zasadowe środowisko i ogrzewanie powoduje recemizacje- powstają D-aminokwasy, które nie są przyswajalne.

L-aminokwas- gorzki D-aminokwas-słodki

Cukry

Dla dowolnie wybranej aldoheksozy narysuj formy współistniejące w wodnym roztworze. Wskaż formę dominującą . β-D glukoza bardziej trwała, ponieważ wszystkie podstawniki w pozycji ekwatorialnej. (korzystniejsza energetycznie)

Mutarotacja- zmiana skręcalności płaszczyzny światła spolaryzowanego roztworu spowodowana wzajemnym przekształcaniem się anomerów.

Cukry redukujące ulegają mutarotacji-(wszystkie cukry za wyjątkiem sacharozy), 2 formy anomeryczne

Cukry nieredukujące- sacharoza, nie ma form anomerycznych, nie ulega mutarotacji

Wytłumacz dlaczego monosacharydy ulegają reakcjom typowym dla grupy karbonylowej.

Monosacharydy posiadają grupę -CHO. Jest to grupa silnie polarna, przy czym częściowo ładunek ujemny znajduje się na atomie O, zaś dodatni na at. C. Powoduje to dużą reaktywność

Reakcja Maillarda- reakcje sacharydów redukujących z aminami

Skutki: Powstają brązowe pigmenty (melanoidyny); Powstają lotne substancje zapachowe; Powstają substancje smakowe; Powstają substancje o właściwościach redukujących(zapobiegające lub opóźniające utlenianie);Straty niezbędnych aminokwasów (lizyna, arginina);Powstaje akryloamid; Powstają substancje powodujące sieciowanie białek

Czynniki wpływające na szybkość reakcji Maillarda

Temperatura; Odczyn środowiska (obniżenie pH zmniejsza szybkość reakcji); Aktywność wody (maksimum szybkości reakcji przy aktywności wody 0.6-0.7); Rodzaj sacharydu (glukoza reaguje szybciej niż fruktoza); Obecność dwutlenku siarki lub jonów HSO3 (reakcja z grupami karbonylowymi); Obecność jonów metali przejściowych Cu(I), Fe (II).

Karmelizacja sacharydów

Reakcje w temperaturze > 100°C, Powstają: Brunatno zabarwione polimery ; Lotne substancje zapachowe ; Substancje smakowe

Karmele - stosuje się do barwienia i aromatyzowania żywności - powstawanie karmelu katalizują kwasy, zasady, sole prowadząc do produktu o odmiennych właściwościach i zastosowaniu

Celuloza i skrobia. Różnica

Skrobia- składa się z glukozy powiązanej wiązaniami 1,4-α-glikozydowymi. W wyniku częściowej hydrolizy skrobi powstaje maltoza, całkowita prowadzi do D-glukozy. Składa się z: -amylozy- łańcuch proste powiązane wiązaniami 1,4 -amylopektyna- występują wiązania 1,4, łańcuch te są połączone w punktach rozgałęzień wiązaniami 1,6

Celuloza- jest nierozgałęzionym polimerem glukozy połączonej wiązaniami 1,4-β-glikozydowymi

Jedyna chemiczna różnicą miedzy skrobia a celuloza jest stereochemia wiązania glikozydowego, a ściśle stereochemia węgla C1kazdej cząsteczki glukozy. W układzie pokarmowym człowieka są enzymy które mogą hydrolizować wiązania α-glikozydowe, nie ma natomiast enzymów potrzebnych do hydrolizy wiązania β-glikozydowego.

Disacharydy

Maltoza-0x01 graphic

Celobioza-0x01 graphic

Laktoza-0x01 graphic

Sacharoza- Ponieważ dwa anomeryczne atomy węgla związane są glikozydowe, żaden z monosacharydów nie ma grupy hemiacetalowej. Dlatego żadna z jednostek nie może się znajdować w stanie równowagi z formą acykliczną. Sacharoza nie ulega mutarotacji ponieważ nie ma wolnej grupy aldehydowej, nie redukuje odczynników Tollensa, Fehlinga. Cukier nieredukujący.

W jakim środowisku następuje hydroliza wiązań glikozydowych? Kwaśnym

Chromatografia, woda itd

Którą z metod chromatografii uważasz za odpowiednia do rozdziału i analizy lipidów? Najczęściej wykorzystuje się w tym przypadku adsorpcyjna chromatografie kolumnową lub cienkowarstwową TLC. Lipidy neutralne eluuje się z kolumny wypełnionej żelem krzemionkowym za pomocą chloroformu, glikolipidy za pomocą acetonu a fosfolipidy za pomocą metanolu. Dalsze rozdzielenie neutralnych lipidów odbywa się na innej kolumnie krzemionkowej. I tak, węglowodory wymywa się heksanem, estry cholesterolu heksanem z dodatkiem 2% eteru, triacyloglicerole heksanem z dodatkiem 5% eteru, cholesterol i diacyloglicerole heksanem z dodatkiem 15% eteru oraz monoglicerole czystym eterem. Podobne efekty uzyskuje się prowadząc rozdzielenie metoda TLC na krzemionce z zastosowaniem mieszaniny heksanu i eteru zwykle z dodatkiem 1-2% kwasu octowego. Złożone lipidy rozdziela się na kolumnach za pomocą chloroformu zawierającego coraz większe ilości metanolu lub za pomocą TLC i odpowiedniej mieszaniny rozpuszczalników. Rf= droga przebyta przez substancję /droga przebyta przez rozpuszczalnik

Którą z metod chromatografii uważasz za najodpowiedniejszą do analizy związków zapachowych? Chromatografia gazowa GC, GLC. Oparta na oddziaływaniu składników z dwoma fazami przemieszczającymi się względem siebie. Analizowana mieszanina jest najpierw przeprowadzana w fazę gazową, następnie próbka jest „porywana” przez gaz nośny i przechodzi przez długa kolumnę w której następuje rozdział na poszczególne związki chemiczne. Na wyjściu kolumny znajduje się detektor, który wykrywa i mierzy stężenia kolejny składników mieszany w gazie nośnym. Czas przejścia danego związku przez całą kolumnę nosi nazwę czasu retencji.

Co można analizować metodą HPLC?

Polimorfizm tłuszczów Tłuszcze, ściślej trójglicerole w stanie stałym wykazują zjawisko polimorfizmu, tzn. mogą występować w kilku odmianach krystalicznych. Przemiana jednej formy krystalicznej w drugą może zachodzić na skutek ogrzewania, chłodzenia lub też jako wynik krystalizacji z różnych rozpuszczalników. Na przykład tristearynian może występować w trzech formach krystalicznych o trzech różnych punktach topnienia. Najbardziej stabilna jest forma o najwyższej temperaturze wrzenia.

Rodzaje wody Woda nie związana („wolna”) - właściwości podobne do rozcieńczonych roztworów soli, połączona siecią wiazań wodorowych, ruchliwa Woda związana - otaczająca substancje rozpuszczone lub zawieszone, mniej aktywna; nie zamarza do temperatury -40ºC

0x01 graphic

Aktywność wody

p - cząstkowa prężność pary wodnej nad surowcem w danej temp.

p0 - prężność pary czystej wody w tej samej temp.

Które z składników żywności są prekursorami substancji zapachowych podczas obróbki termicznej? Powstawanie substancji zapachowych podczas ogrzewania sacharydów z aminokwasami (leucyna+ skrobia =czekoladowy) Prekursorami substancji zapachowych lotnych są białka, aminokwasy, niebiałkowe związki azotowe, sacharydy, trójglicerole i ich pochodne, witaminy, hormony, nukleotydy. Z aminokwasów= kwasy (kwas fenylooctowy), aldehydy, indole. Z cukrów=furanony (furaneol), piranony

Kwasy tłuszczowe

Jakie kwasy określa się mianem NNKT? W jakich surowcach i w jakiej formie występują najczęściej? To grupa kwasów tłuszczowych , które nie są syntetyzowane w organizmie i trzeba je dostarczać wraz z pożywieniem. Są one niezbędne do prawidłowego rozwoju i funkcjonowania organizmu. Spełniają ważną rolę w zapobieganiu i leczeniu miażdżycy. ω-6 kwas linolowy: oleje roślinne (sojowy, kukurydziany, lniany, słonecznikowy), tłuszcz drobiowy, orzechy, nasiona; kwas arachidonowy: mięso, drób, jaja

ω-3 kwas linolenowy: orzech włoski, kiełki pszenicy, soja, nasiona; EPA i DHA: ludzkie mleko, ryby morskie (łosoś, makrela, tuńczyk, śledź)

Trójacyloglicerole. Podaj nazwę jednego nienasyconego kwasu tłuszczowego występującego w trójglicerolach.

0x01 graphic
Cząsteczka glicerolu związana z trzema kwasami tłuszczowymi.

0x01 graphic
Nasycony- np. stearynowy

0x01 graphic
Nienasycone: cis-oleinowy

0x01 graphic
Trans-kwas elaidynowy

Jakie reakcje chemiczne wykorzystuje się w analizie składu kwasów tłuszczowych?

Transestryfikacja - alkoholiza trójacylogliceroli

Które kwasy łatwiej ulegają utlenianiu? Jakie są pierwotne produkty utleniania i jakim dalszym procesom ulegają? Lipidy nienasycone są bardziej podatne na utlenianie. Pierwotnym produktem reakcji są wodorotlenki, które ulegają dalszym reakcją degradacji. Powstają: ketony, aldehydy (zapach, reakcje z białkami) , alkohole, kwasy, epoksydy, alkeny.

Są to reakcje typu rodnikowego: 1. inicjacja - powstawanie rodników 2. propagacja - tworzenie produktu i nowego rodnika 3. terminacja - tworzenie produktów poprzez rekombinację rodników

Jaka reakcja chemiczna trójacylogliceroli jest postawą procesu utwardzania tłuszczów?

Uwodornienie :Zmiana konsystencji tłuszczu: ciekły stały

Skutki: Powstają triglicerydy o wyższej temperaturze topnienia; Zmniejsza się zawartość kwasów wielonienasyconych; Produkty nasycone są mniej podatne na procesy utleniania; Pojawiają się wiązania C=C o konfiguracji trans

Co wpływa na to, że w temperaturze pokojowej część tłuszczy jest w stanie ciekłym, a cześć jest stała? Tłuszcza stałe-nasycone(stearynowy, palmitynowy, masłowy) tłuszcze ciekłe-nienasycone (oleinowy, linolowy) Obecność wiązania podwójnego utrudnia tworzenie kryształów i powoduje obniżenie temperatury topnienia. Tłuszcze roślinne zawierają więcej nienasyconych kwasów tłuszczowych dlatego w temperaturze pokojowej są ciekłe.

Pigmenty

Czynniki wpływające na trwałość pigmentów Światło; Tlen; Metale; Utleniacze; Reduktory; Temperatura; Aktywność wody; Odczyn pH;

Mioglobina Mioglobina (Mb) + O2 = Oksymioglobina (MbO2) Mioglobina (Mb) (Fe2+) = Metmioglobina (MMb) (Fe3+)

Chlorofil Jest najbardziej rozpowszechnionym barwnikiem roślinnym. Występuje on w liściach i innych eksponowanych na światło częściach roślin. Chlorofil jest zaliczany do związków porfirynowych, czyli do związków, w których podstawowy szkielet cząsteczki stanowi układ czterech pierścieni pirolowych połączonych przez grupy metionowe. W centrum cząsteczki występuje atom magnezu połączony wiązaniami kowalencyjnymi i koordynacyjnymi z czterema atomami azotu pierścieni pirolowych. Z kilku znanych barwników chlorofilowych tylko dwa występują u roślin wyższych: chlorofil a - niebieskozielony i chlorofil b - żółtozielony.

-Sabilny w alkalicznym pH -Nietrwały w kwaśnym pH -Ulega fotodegradacji -Tworzy trwałe kompleksy z Cu i Zn -Allomeryzacja - w roztworze alkoholowym utlenia się do 10-hydroksychlorofilu i 10-metoksylaktonu chlorofilu (niebiesko-zielone)

Karetonoidy Barwniki są syntetyzowane głównie przez rośliny. W zielonych częsciach roślin towarzyszą ine chlorofilowi w chloroplastach. Występuja również w kwiatach, owocach, nasionach i korzeniach, gdzie gromadzą się w chromoplastach. Zdolność do syntezy barwników karotenoidowych wykazyja także glony oraz niektóre grzyby i bakterie. Zwierzęta nie mają zdolności syntetyzowania barwników karoteidowych, ale mogą wchłaniać, modyfikować i gromadzić karotenoidy dostarczone z paszą. Obecnie jest znanych ok.600 barwników karotenoidowych i ok. 200 otrzymanych w wyniku syntezy. Dzieli się je na dwie grupy: -karoteny- karetonoidy niezwierające tleny -ksantofile- karetonoidy zawierające w cząsteczce tlen w postaci grup hydroksylowych, epoksydowych i karbonylowych.

Właściwości karotenoidów -Nierozpuszczalne w wodzie -Rozpuszczalne w tłuszczach i rozpuszczalnikach. organicznych -Izomeryzują w podwyższonej temperaturze, w kwaśnym środowisku, pod wpływem światła -Autooksydacja prowadzi do utraty barwy -Przy niskim ciśnieniu tlenu są antyutleniaczami, -Przy wysokim ciśnieniu tlenu są prooksydantami -Dość stabilne w typowych warunkach przechowywania warzyw i owoców

Ksantofile Ksantofile to pochodne tlenowe karotenów (hydroksylowe, ketonowe, aldehydowe, karboksylowe). Mają barwę żółtą lub brązową (gr. ksanthos - żółty). Powstają one przy utlenianiu karotenów przy pomocy enzymów - tzw. oksydaz mieszanych. Najbardziej popularne są pochodne hydroksylowe, których najbardziej rozpowszechnionym przedstawicielem jest luteina.

Antocyjany Antocyjany to duża grupa barwników, bardzo rozpowszechnionych w świecie roślin , nadających owocom i kwiatom atrakcyjne kolory od pomarańczowego przez różne odcienie czerwieni i fioletu aż do barwy niebieskiej. Barwniki antocyjanowe są drugorzędowymi metabolitami roślin zaliczanymi do flawonoidów charakteryzujących się szkieletem węglowy C6-C3-C6. W roślinach występują w formie glikozydów polihydroksy i polimetoksy pochodnych kationu flawyliowego - 2-fenylobenzopiryliowego. -Rozpuszczalne w wodzie -Barwa zależy od pH -Nietrwałe -Najstabilniejsze w środowisku kwaśnym -Nietrwałe w podwyższonej temperaturze, w obecności tlenu -Degradacja pod wpływem światła i enzymów -Kompleksy z metalami -Kopigmentacja

Betalainy Barwniki te są obecne w różnych częściach roślin, a w komórkach gromadzą się głownie w wakuolach głownie w tkankach epidermy i subepidermy. Występowanie betalain w roślinach wyklucza obecność antycyjanów i odwrotnie. Do batalin zalicza się dwie grupy barwników: czerwonofioletowe betacyjaniny i żółte betaksantyny.Dla betalain jest charakterystyczny układ chromoforowy trzech podwójnych wiązań we fragmencie - 1, 7-diazoheptametinowym.

Właściwości betalain -Nietrwałe w alkalicznym pH -Nietrwałe w kwaśnym pH w podwyższonej temperaturze -Trwałe przy niskiej aktywności wody (aw 0.12) -Łatwo ulegają utlenianiu -Światło przyspiesza oksydatywną degradację -Kwas askorbinowy zapobiega ich utlenianiu

Witaminy

Rola witamin in vivo:

Wpływ witamin na zmiany chemiczne w żywności

Czynniki wpływające na zawartość witamin w surowcach i produktach

Witamina A

0x01 graphic

Prowitaminy A: β-karoten, α-karoten, kryptoksantyna, α-apo-8'-karotenal

Degradacja witaminy A: Procesy oksydacyjne, izomeryzacja wiązań C=C, degradacja termiczna

Witamina D

0x01 graphic

Witamina E: β-, γ-, δ-tokoferole oraz tokotrienole wykazują działanie antyutleniające

Aktywność witaminy E- zależy od konfiguracji centrów chiralnych

Bogate źródła α-tokoferolu:

olej słonecznikowy,

olej z nasion bawełny,

olej kukurydziany,

olej sojowy,

olej z orzeszków ziemnych,

szpinak

Witamina K

Menadion - produkt syntetyczny

Filochinon - produkt roślinny (szpinak, kalafior, kapusta)

Menachinony - produkty bakterii jelitowych

Witaminy rozpuszczalne w wodzie

Kwas L-askorbinowy
(witamina C)

Funkcjonalne zastosowania witaminy C

Tiamina (witamina B1)

Ryboflawina (witamina B2)

(degradacja kwasu askorbinowego, lipidów etc.)

Niacyna (witamina PP)

Witamina B6

Kwas foliowy

Biotyna (witamina H)

Kwas pantotenowy

Witamina B12


Wyszukiwarka